CN101231520A - 在过程控制系统中产生执行功能的时间表的方法及设备 - Google Patents

Abstract

在此公开在过程控制系统中产生执行功能的时间表的方法及设备。所公开的一种范例设备包括第一界面，该第一界面配置成识别与过程控制例程有关的第一功能。所述范例设备也包括子时间表产生器，该子时间表产生器配置成产生与第一时间段有关的第一子时间表。所述第一子时间表指示第一执行时间，在该第一执行时间，所述第一功能应执行。所述范例设备也包括时间表产生器，该时间表产生器配置成根据所述第一子时间表的两个实例，组成与第二时间段有关的时间表。所述时间表指示所述第一执行时间及所述第一功能应被执行的第二执行时间。

Description

在过程控制系统中产生执行功能的时间表的方法及设备

技术领域

本公开总体上涉及过程控制系统，尤其涉及在过程控制系统中产生执行功能的时间表的方法及设备。

背景技术

过程控制系统——如那些用于化学、石油、或其他过程的过程控制系统——典型地包括一个或多个集中式过程控制器，集中式过程控制器通过模拟总线、数字总线或模拟/数字混合总线，与至少一个主机或操作员工作站及与一个或多个现场设备通信连接。所述现场设备可能是阀、阀定位器、开关及传送器(例如温度传感器、压力传感器及流率传感器)，它们在过程中发挥功能，如开启或关闭阀及测量过程参数。过程控制器接收所述现场设备所进行的过程测量的信号及/或关于现场设备的其他信息，并使用这些信息来实施控制例程，然后产生控制信号并通过总线或其他通信线传送至现场设备，以控制过程的操作。来自现场设备和控制器的信息一般可以由操作员工作站执行的一种或多种应用程序获得，使操作员能够执行针对过程所需要的功能，例如观察过程的当前状态、修正过程的操作等等。

过程控制系统应用程序典型地包括过程控制例程，这些过程控制例程可以配置成在过程控制系统中执行多种功能或操作。例如，过程控制例程可以用于控制阀、发动机、锅炉、发热器等等。过程控制例程也可以用于监测现场设备、模块、厂区等等，以及采集与过程控制系统有关的信息。用于执行所述过程控制例程的现场设备典型地相互连接并通过数据总线与过程控制器连接。数据总线具备有限的资源，包括有限的带宽，以供现场设备及过程控制器用于相互传送信息。为了确保所有现场设备及控制器有足够的时间在所述数据总线上执行其各自的功能及在彼此之间相互传送信息，所以产生时间表来指示所述控制器及所述现场设备应在什么时候执行其各自的功能。

发明内容

在此描述在过程控制系统中产生执行功能的时间表的方法及设备。根据一个范例，一种范例设备包括第一界面，该第一界面配置成识别与过程控制例程有关的第一功能。所述范例设备也包括子时间表产生器，该子时间表产生器配置成产生与第一时间段有关的第一子时间表。所述第一子时间表指示第一执行时间，在该第一执行时间，所述第一功能应执行。所述范例设备也包括时间表产生器，该时间表产生器配置成根据所述第一子时间表的两个实例，组成与第二时间段有关的时间表。所述时间表指示所述第一执行时间及所述第一功能应被执行的第二执行时间。

根据另一个范例，一种范例方法涉及产生第一开始时间偏移数量，该第一开始时间偏移数量指示在与第一时间表有关的第一子时间表期间的第一功能的执行数量。所述范例方法也涉及产生第二开始时间偏移数量，该第二开始时间偏移数量指示在所述第一子时间表期间的第二功能的执行数量。所述第一开始时间偏移数量与所述第二开始时间偏移数量不同。所述范例方法也涉及根据所述第一子时间表的两个实例，产生与第二时间段有关的时间表。

附图说明

图1为一框图，其图示一个范例过程控制系统。

图2描绘用于实施图1所示的范例过程控制系统中的一个过程控制例程的功能块的图形用户界面(GUI)表达以及所述功能块之间的互连。

图3为一范例功能块捆绑配置，该范例功能块捆绑配置通过一个通信总线捆绑与图1所示的过程控制系统的不同现场设备有关的功能块。

图4为一范例执行顺序图，其描绘图1及2所示的有些功能块的执行之间在两个连续的500ms(毫秒)回路执行期间的定时关系。

图5为另一范例执行顺序图，其描绘图1及2所示的有些功能块的执行之间在两个连续的2000ms(毫秒)回路执行期间的定时关系。

图6为一范例执行顺序图，其根据已知方法实施，以执行块扫描率不同、且被分配到通信连接到图1所示的范例过程控制系统的相同通信总线的现场设备的功能块。

图7为一范例执行顺序图，其根据在此描述的范例方法及设备实施，以使得功能块能够以它们的块扫描率及其各自的回路执行期被执行。

图8为一范例取整表，该范例取整表可以用于取整功能块的块原始执行期。

图9为一范例开始时间偏移数量表900，其显示图1及2所示的功能块为在各自的子时间表期间执行而需要的开始时间偏移数量。

图10描绘另一范例功能块配置，其中多个现场设备通信连接到一个过程控制系统的一个通信总线，而且配置成执行各自的功能块。

图11描绘另一范例开始时间偏移数量表1100，其显示图10所示的范例功能块配置的每个功能块所需要的开始时间偏移数量。

图12为另一范例执行顺序图，其显示与图10所示的功能块有关的一个时间表，该时间表以在此描述的范例方法及设备产生。

图13为一范例面向对象的软件执行环境，其显示表达图1所示的现场设备的对象、图1所示的功能块以及相应于所述功能块的开始时间偏移之间的关系。

图14为另一范例面向对象的软件执行环境，其显示表达图10所示的现场设备的对象、图10所示的功能块以及相应于所述功能块的开始时间偏移之间的关系。

图15图解一个范例方式，其中图14所示的、与图10所示的一个功能块有关的一个开始列表从一个工作站复制到图10所示的一个相应的现场设备。

图16描绘一个范例面向对象的编程环境，该范例面向对象的编程环境有多个级1602a-i，这些级1602a-i配置成使用在此描述的范例方法及设备来产生图7及12所示的时间表。

图17为一详细框图，其图示一个范例设备，该范例设备可以根据在此描述的范例方法来产生时间表。

图18为一流程图，其图示一种范例方法，该范例方法可以用于实施图17所示的范例设备，以产生在此描述的时间表。

图19为一流程图，其图示一种范例方法，该范例方法可以连同图18所示的范例方法实施，以确定功能块所需要的开始时间偏移数量。

图20为一流程图，其图示一种范例方法，该范例方法可以连同图18所示的范例方法实施，以产生子时间表，并根据所产生的子时间表产生一个时间表。

图21为一流程图，其图示一种范例方法，该范例方法可以连同图20所示的范例方法实施，以确定功能块的开始时间偏移值。

图22为一个范例功能执行及数据传输顺序图，其显示图12所示的时间表的功能执行及数据传输顺序。

图23为一框图，其图示一个范例处理器系统，该范例处理器系统可以用于实施在此描述的范例系统及方法。

具体实施方式

虽然以下描述范例设备及系统，其中除了构件以外，还包括软件及/或在硬件上实施的固件，但应该注意的是，这些系统只是在于阐明而不应被当成是限制本发明包括的范围。例如，预期任何或所有这些硬件、软件及固件构件可以单独地实施在硬件、单独地实施在软件或任何硬件及软件组合。因此，虽然以下描述一些范例设备及系统，但本领域的普通工程技术人员将可以理解，在此提供的范例并不是实施这些设备及系统的仅有途径。

已知的、用于产生时间表来由过程控制系统中的过程控制器及现场设备执行功能块的技术典型地涉及调度与相同的通信总线(例如使被指定执行所述功能块的所述现场设备及控制器通信连接的通信总线)有关的所有功能块的时序，以便以最慢执行功能块的速率执行。因此，已知技术需要增长相对较快执行功能块的块执行期(例如减缓功能块执行速率)，以匹配所述最慢执行的功能块的块执行期，因此，有些功能块的较短执行期(即较快执行速率)不能有利地用于实施过程控制系统。

与一些已知的用于实施执行功能块的时间表的技术不同，在此描述的范例方法及设备可以根据功能块各自的功能块执行期来产生执行功能块的时间表，而不需要充分地增长所述功能块执行期来匹配其他与相同通信总线有关(例如通过通信)的功能块的功能块执行期。比执行其他功能块较快地执行有些功能块，与相同的通信总线有关的较慢功能块可能有利。例如，如果一个压力测量功能块及一个阀控制功能块与相同的通信总线有关，以较短时期(例如以较快速率)来执行所述压力测量功能块可能有利，而以较短时期来执行所述阀控制功能块可能并不是很有利。因此，压力测量功能块的功能块执行期可能比所述阀控制功能块的功能块执行期短。使用所述已知技术来调度所述功能块执行的时序将需要所述压力测量功能块使用所述阀控制功能块的相同、较慢的执行期来执行。因此，所述压力测量功能块可能不能俘获过程中较高频率的压力变化。相反地，使用在此描述的范例方法及设备，根据功能块各自的块执行速率来产生执行功能块的时间表，使得所述压力测量功能块能够使用比所述阀控制功能块的执行期短(例如以较快的执行速率)的执行期执行。因此，所述压力测量功能块可以更频繁地(例如以相对高的分辨率)获得压力测量，以便(例如)俘获较高频率的压力变化(例如尖峰、峰值或其他相对高频率的压力变化)，而这些变化将不能以已知的功能块时序调度技术来俘获或处理。

使用各个功能块的块执行速率来产生在此描述的时间表，使得能够调度由通信连接到相同通信总线的现场设备或控制器执行的多个过程回路的时序，并同时确保所述过程回路能够在它们的回路执行期间执行。换句话说，回路执行期较短(例如回路执行速率较块)的过程回路可以执行得比回路执行期较长(例如回路执行速率较慢)的过程回路快。照这样，与一些已知的用于产生执行功能块的时间表的技术不同，与相同的通信总线有关的所有回路的回路执行期不需要与所述最长回路执行期相等。

现在参看图1，一个范例过程控制系统100可以用于实施在此描述的范例方法及设备，该范例过程控制系统100包括一个工作站102(例如应用站、操作员站等等)及一个控制器106，所述工作站102及所述控制器106可以通过一般称为应用程序控制网络(ACN)的一个总线或局域网(LAN)108通信连接。所述局域网(LAN)108可以以任何期望的通信介质及通信协议来实施。例如，局域网(LAN)108可以基于固定或无线以太网通信方案，而由于其广为人知，因此在此不作详细描述。然而，本领域的普通工程技术人员将可以理解，可以使用任何其他合适的通信介质及通信协议。此外，虽然图中显示一个单一的局域网(LAN)，但可以在所述工作站102内使用超过一个局域网(LAN)及适当的通信硬件，以便在所述工作站102与一个相应的类似工作站(图中未显示)之间提供冗余通信路径。

所述工作站102可以配置成执行与一个或多个信息技术应用程序、用户互动应用程序及/或通信应用程序有关的操作。例如，所述工作站102可以配置成执行与过程控制相关应用程序及通信应用程序有关的操作，使所述工作站102及所述控制器106能够使用任何期望的通信介质(例如无线通信介质、固定通信介质等等)及通信协议(例如HTTP、SOAP等等)，与其他设备或系统进行通信。所述工作站102可以以任何合适的计算机系统或处理系统(例如图23所示的处理器系统2310)来实施。例如，所述工作站102可以以一个单一处理器个人计算机、单一或多处理器工作站等等来实施。

所述控制器106可以执行已经由使用所述工作站102或任何工作站的系统工程师或其他系统操作员产生的、并且已经下载到所述控制器106及在所述控制器106中实例化的一个或多个过程控制例程。所述控制器106可以是(例如)由费舍·柔斯芒特系统有限公司(Fisher Rosemount System，Inc.)及艾默生过程管理有限公司(Emerson Process Management^TM)出售的DeltaV^TM系统。然而，任何其他控制器可以被使用。此外，虽然图1中只显示一个控制器，但任何期望类别的或合成类别的附加控制器可以连接到所述局域网(LAN)108。

所述控制器106可以通过一个数字数据总线114及一个输入/输出(I/O)设备116，连接到多个现场设备112a-c。在执行过程控制例程时，所述控制器106可以与所述现场设备112a-c交换信息(例如命令、配置信息、测量信息、状况信息等等)。例如，所述控制器106可以带有一个过程控制例程，这个过程控制例程在由所述控制器106执行时，促使所述控制器106发送命令给所述现场设备112a-c，使所述现场设备112a-c执行指定的操作(例如执行测量、开启/关闭阀等等)及/或通过所述数字数据总线114传送信息(例如测量信息)。

为了识别所述过程控制系统100内的所述现场设备112a-c，所述现场设备112a-c中的每个现场设备带有(例如存储)一个唯一的物理设备标签(PDT)。例如，所述第一现场设备112a的所述物理设备标签是PDT1，所述第二现场设备112b的所述物理设备标签是PDT2，而所述第三现场设备112c的所述物理设备标签是PDT3。在所图解的范例中，所述现场设备112a-c包括一个第一压力传送器112a、一个第二压力传送器112b及一个数字阀控制器(DVC)112c。然而，任何其他类别的现场设备(例如阀、启动器、传感器等等)可以连同在此描述的范例方法及设备使用。

在所图解的范例中，所述现场设备112a-c是符合Fieldbus协议的设备，其配置成通过使用所述广为人知的Fieldbus通信协议的所述数字数据总线114来进行通信。根据所述Fieldbus标准，所述数字数据总线114是一个数字、双向、多点通信总线，其配置成通信连接到测量及控制设备(例如所述现场设备112a-c)。图中显示，所述现场设备112a-c以多点配置的方式通信连接到所述数字数据总线114，或可以选择性地使用类似的数据总线，使现场设备以点到点配置的方式通信连接到所述输入/输出(I/O)设备116(其中一个现场设备专用一个数字数据总线，以便与所述输入/输出(I/O)设备116进行通信)。在选择性的实施例中，所述方法及设备可以连同其他类别的现场设备(例如符合Profibus或HART通信协议的、通过使用所述广为人知的Profibus及HART通信协议的所述数据总线114进行通信的设备)使用，这些其他类别的现场设备可以包括或不包括符合Fieldbus通信协议的设备。所述数字数据总线114在此也被称为“分段”。“分段”是一个Fieldbus术语，描述一个以其特性阻抗被终接的物理总线。在图1的图解范例中，所述数字数据总线114构成一个分段。在此描述的范例方法及设备可以连同一个单一分段(例如所述数字数据总线114)实施，或连同使用中继器来构成一个较长的逻辑总线的两个或多个分段(例如所述数字数据总线114及一个或多个其他数字数据总线)实施。

在所图解的范例中，所述输入/输出(I/O)设备116以一个输入/输出子系统界面来实施，使得能够将所述控制器116及所述现场设备112a-c连接到其他可能使用所述Fieldbus通信协议或其他类别的通信协议(例如Profibus通信协议、HART通信协议等等)的现场设备。例如，所述输入/输出(I/O)设备116可以包括一个或多个在所述Fieldbus通信协议与其他通信协议之间转换的网关。附加的输入/输出(I/O)设备(与所述输入/输出(I/O)设备116相似或相同)可以连接到所述控制器106，以使得附加的现场设备组合能够与所述控制器106进行通信。

所述过程控制系统100在于图解一种系统，其中以下更详细地描述的范例方法及设备可以有利地使用。然而，如果需要，在此描述的方法及设备可以有利地用于其他复杂性比图1所示的范例过程控制系统100的复杂性较高或较低的系统及/或与过程控制活动、企业管理活动、通信活动等等有关的系统。

在图1的图解范例中，一个模块120配置在所述工作站102，以定义应由所述控制器106及/或所述现场设备112a-c执行的过程控制例程。所述模块120包括多个功能块122a-e，这些功能块122a-e定义应由所述现场设备112a-c执行的功能以实施所述过程控制例程。所述功能可以促成所述现场设备112a-c获得测量值(例如压力值、温度值、流率值、电压值、电流值等等)、执行算法或计算(例如积分、微分、加法、减法等等)、控制仪器(例如开启/关闭阀、熔炉调整、锅炉调整等等)或执行任何其他功能。在所图解的范例中，所述现场设备112a-c存储并执行由所述功能块122a-e中的相应功能块以机器可执行命令的形式定义的功能。然而，在其他实施例中，代替所述功能块122a-e中的一个或多个功能块，或除了所述功能块122a-e中的一个或多个功能块之外，所述模块120可以带有表达可以由所述控制器106(而不是所述现场设备112a-c中的一个现场设备)执行的功能的多个功能块。

所述工作站102也可以用于配置另一个模块124，该模块124带有由所述现场设备112a-c及/或所述控制器106执行的一个或多个其他功能块(图中未显示)。虽然图中显示两个模块(所述模块120及124)，但可以在所述工作站102配置多个带有由所述控制器106及/或所述现场设备112a-c执行的附加功能块的模块。其他模块可以用于实施其他过程控制例程及/或实施与所述模块120及124有关的过程控制例程。

在所图解的范例中，所述功能块122a-e包括一个第一模拟输入(AI1)功能块122a、一个第一比例积分微分(PID1)功能块122b、一个第二模拟输入(AI2)功能块122c、一个第二比例积分微分(PID2)功能块122d以及一个模拟输出(AO1)功能块122e。所述第一模拟输入(AI1)功能块122a及所述第一比例积分微分(PID1)功能块122b定义应由所述现场设备112a执行的功能。所述第二模拟输入(AI2)功能块122c定义应由所述现场设备112b执行的功能。所述第二比例积分微分(PID2)功能块122d及所述模拟输出(AO1)功能块122e定义应由所述现场设备112c执行的功能。在选择性的实施例中，可以以任何其他类别的功能块代替所述功能块122a-e，或除了所述功能块122a-e之外，还可以使用任何其他类别的功能块。

图2描绘所述功能块122a-e的图形用户界面(GUI)表达。所述功能块122a-e可以由用户(例如工程师、操作员等等)使用由(例如)所述工作站102执行的一个基于图形用户界面(GUI)的设计软件应用程序来互相连接。如图2所示，所述功能块122a-e中的每个功能块包括一个或多个输入及/或一个或多个输出。连接所述功能块122a-e的所述输入及/或输出可定义所述模块120(图1)的所述过程控制例程。所述功能块122a-e之间的连接在此称为功能块连接线。在所图解的范例中，所述AI1功能块122a的一个输出连接到所述PID1功能块122b的一个输入；所述PID1功能块122b及所述AI2功能块122c的输出连接到所述PID2功能块122d的输入；而所述PID2功能块122d的一个输出连接到所述AO1功能块122e的一个输入。

现在参看图3，其中所提供的一个范例功能块捆绑配置202(即所述捆绑配置202)在于示范，以显示一种方式，其中所述AI2功能块122c的一个输出204可以捆绑到所述PID2功能块122d，以使得能够从所述AI2功能块122c传送信息到所述PID2功能块122d。捆绑过程根据功能块(例如图1及2所示的功能块122a-e)之间的连接产生所述捆绑配置202。捆绑过程可以在新功能块连接(例如所述输出204及所述输入206之间的连接)构成的任何时候由(例如)所述工作站102执行，以使得所述功能块能够根据所述功能块互连来交换信息。

所述捆绑过程配置成创建设备内链接以使得能够进行设备内通信，及创建设备间链接以使得能够进行设备间通信。设备内链接定义与相同设备有关的两个功能块之间的连接。例如，设备内链接定义所述AI1功能块122a(图1及2)及所述PID1功能块122b(图1及2)之间的连接，这是由于由所述功能块122a及122b定义的功能是由相同的设备(例如图1所示的现场设备112a)执行。设备间链接定义一个现场设备中的一个功能块与另一个现场设备中的一个功能块之间、促成所述现场设备通过一个通信连接所述两个现场设备的通信总线(例如图1所示的数字数据总线114)进行通信的连接。例如，设备间链接定义所述AI2功能块122c(图1-3)与所述PID2功能块122d之间的连接，这是由于与所述AI2功能块122c有关的功能是由所述现场设备112b(图1)执行，而与所述PID2功能块122d有关的功能是由所述现场设备112c(图1)执行。

在图3的图解范例中，一个捆绑过程创建一个设备间链接配置，以将所述AI2功能块122c捆绑到所述PID2功能块122d。起初，所述捆绑过程创建一个设备到设备链接对象208(例如设备间链接对象)，该设备到设备链接对象208包含将所述输出204链接到所述输入206的信息。在一个用于捆绑与相同设备有关的功能块的选择性实施例中，所述捆绑过程将创建设备一个内链接对象(图中未显示)。在图3所示的范例捆绑配置202中，所述捆绑过程接着创建一个发布者链接210，使所述发布者链接210与所述输出204发生联系，并将所述发布者链接210捆绑到所述设备到设备链接对象208。此外，所述捆绑过程创建一个用户链接212，使所述用户链接212与所述输入206发生联系，并将所述用户链接212捆绑到所述设备到设备链接对象208。

所述捆绑过程也创建一个发布者虚拟通信资源(VCR)214，及用户虚拟通信资源(VCR)216。一个虚拟通信资源(VCR)维持(或持续)功能块之间的连接的身份，所以所述功能块之间的任何通信可以使用所述虚拟通信资源(VCR)身份来进行。在所图解的范例中，所述发布者VCR 214使所述AI2功能块122c的一个唯一识别218与所述发布者链接210发生联系，而所述发布者VCR 216使所述PID2功能块122d的一个唯一识别220与所述发布者链接212发生联系。一般上，发布者/用户虚拟通信资源(VCR)(例如所述发布者及用户VCR214和216)使得能够在功能块之间进行缓冲通信，包括一对多广播通信(例如一个功能块广播信息到许多功能块)。在所图解的范例中，在所述AI2功能块122c产生新数据之后，AI2功能块122c通过所述输出204将所述数据传送(或发布)到所述PID2功能块122d。所述PID2功能块122d是所述输出204的一个用户，因此所述PID2功能块122d接收通过所述输出204发布的所述数据。

现在返回到图2，所述功能块122a-e连结或连接，以构成回路。明确地说，所述AO1功能块122e的一个输出连结或连接到所述PID2功能块122d的一个输入，构成一个PID2-AO1回路232。此外，所述PID2功能块122d的一个输出连接到所述PID1功能块122b的一个输入，构成一个PID1-PID2回路234。在所图解的范例中，所述PID1-PID2回路234执行得比所述PID2-AO1回路232较不频繁(所述PID1-PID2回路234的回路执行期较长，或其回路执行速率较慢)。

所述回路232的回路执行期基于所述功能块122c-e的块扫描率(BSR)，而所述回路234的回路执行期基于所述功能块122a-b的块扫描率。块扫描率定义一个功能块向另一功能块传送或公布信息的频率。例如，如果所述现场设备112a执行所述AI1功能块122a并在每2000ms(毫秒)在所述数字数据总线114上发布信息，则所述AI1功能块122a的块扫描率为2000ms(毫秒)。一个现场设备(或控制器)为执行一个相应功能块而需要的时间量在此称为块执行时间。例如，如果所述现场设备112a需要20ms(毫秒)来执行所述AI1功能块122a，所述AI1功能块122a的块执行时间为20ms(毫秒)。分别与所述功能块122a-e有关的块执行时间t_E1、t_E2、t_E3、t_E4及t_E5在图4及5中以范例的方式显示。所述块扫描率典型地因不同功能块而变化。在所图解的范例中，与所述功能块122a及122b有关的块扫描率比与所述功能块122c-e有关的块扫描率低。因此，所述PID1-PID2回路234执行得比所述PID2-AO1回路232较不频繁(例如回路执行速率较慢、回路执行期较长等等)。

现在参看图4，一个范例执行顺序图400描绘所述功能块122c-e的执行之间在图2所示的回路232的两个连续的回路执行期间的定时关系。所述AI2功能块122c的执行以附图标记402指示，所述PID2功能块122d的执行以附图标记404指示，而所述AO1功能块122e的执行以附图标记406指示。大环在此用于称谓回路的一个单一执行(例如所述回路232的一个单一执行)。执行回路所需要的时间量典型地是基于所述回路中块扫描率最低的功能块。在已知的系统中，与一个大环有关的每个功能块必须只是在该大环期间执行。例如，在图4中显示所述功能块122c-e中的每个功能块只是在长度为500ms(毫秒)的一个大环408期间执行。在已知的系统中，在相同分段上的现场设备(例如在所述数字数据总线114上的所述现场设备112a-c)必须基于相同大环，执行它们各自的功能块。换句话说，已知系统的已知设计方针指定不容许在一个单一分段(例如所述数字数据总线114)上运行不同大环。如果另一个功能块被引入扫描率较低(例如一个两秒扫描率)的所述回路232，所述大环408必须增加，以便在所述大环408期间一次容纳所有所述功能块(例如所述功能块122c-e及所述两秒扫描率的附加功能块)的执行。

图5为另一范例执行顺序图500，其描绘所述功能块122a-b的执行之间在图2所示的回路234的两个连续的回路执行期间的定时关系。所述AI1功能块122a的执行以附图标记502指示，而所述功能块122b的执行则以附图标记504指示。所述回路234被执行得比所述回路232较不频繁，这是由于所述功能块122a-b的块扫描率比所述功能块122c-e的块扫描率低。在所图解的范例中，与所述回路234有关的一个大环502的持续时间为2000ms(毫秒)，以容纳所述回路234较不频繁的执行。

图6为一范例执行顺序图600，其根据已知方法实施，以执行在相同分段(例如所述数字数据总线114)上的、块扫描率不同的功能块(例如图1-2、4及5所示的功能块122a-e)。明确地说，根据已知方法，为了执行在所述相同分段(例如所述数字数据总线114)上的所述功能块122a-e，基于所述功能块122a-e的最慢的块扫描率，持续时间为2000ms(毫秒)的一个大环602被选择。照这样，所述功能块122a-e中的每个功能块在每个大环602期间被执行一次。为了实施所述范例执行顺序600，所述功能块122a-e的块扫描率被减低，以使所述回路232的回路执行期与所述回路234的回路执行期相等。

虽然减低所述功能块122c-e的块扫描率使得能够在相同的分段上执行所述功能块122c-e及所述功能块122a-b，但减低所述功能块122c-e的块扫描率妨碍以快于所述功能块122a-b的块扫描率来执行所述功能块122c-e。在有些实施例中，以快于所述功能块122a-b的块扫描率来执行所述功能块122c-e可能有利。例如，如果所述AI2功能块122c促使所述现场设备112b(图1)获得一个压力测量，以图4所示的500ms(毫秒)时间间隔执行所述AI2功能块122c使得所述现场设备112b能够在所述数字数据总线114上以相对高的分辨率(例如高粒度)获得及公布多个压力测量。如图4所示，更频繁地(例如以相对高的分辨率)获得压力测量使得所述现场设备112b能够(例如)俘获尖峰、峰值或其他在所述500ms(毫秒)的范围内发生的相对高频率的涉及压力的行为。相反地，以已知方法减缓所述AI2功能块122c的块扫描率来产生所述范例执行顺序600妨碍所述现场设备112b俘获尖峰、峰值或其他在所述少于2000ms(毫秒)的范围内发生的相对高频率的行为。

与已知的用于产生所述的、通过使得所有回路的回路执行期相等以在一个单一分段上执行多个回路的范例执行顺序600的方法不同，在此描述的范例方法及设备使得能够在相同分段上调度回路执行期不同的多个回路的时序。现在参看图7，其为一范例执行顺序图700，其根据在此描述的范例方法及设备实施，使得图2-4所示的回路232及234能够以其各自的回路执行期被执行。照这样，块扫描率较快的功能块可以以比在相同分段上块扫描率较慢的功能块来得较快的速率执行。

为了使得能够在所述数字数据总线114上以所述回路232及234各自的速率执行所述回路232及234，在此描述的范例方法及设备产生一个时间表702(即一个功能块执行时间表)，该时间表702在图7中以所述功能块122a-e的多个功能块执行402、404、406、502及504来表达。在所图解的范例中，所述时间表700的预定开始时间704从时间t₀开始。所述功能块执行402、404、406、502及504中的每个功能块执行从其各自的、相对于所述预定开始时间704的一个开始时间偏移(例如一个偏移)开始。图7描绘一个范例开始时间偏移706，以显示所述AI2功能块122c的其中一个功能块执行402是在相对于所述预定开始时间704的什么时候开始。

所述时间表700是根据所述功能块122a-e的块扫描率及所述模块120的一个模块执行期(T_ME)确定。所述模块执行期(T_ME)与所述模块120中的一个功能块(例如所述功能块122a-e的其中之一)的最慢或最不频繁的块扫描率的倒数值相等。例如，所述模块120的模块执行期(T_ME)为2000ms(毫秒)，由于所述AI1功能块122a及所述PID1功能块122b的块扫描率为，这比所述模块120中的所述功能块122c-e的块扫描率

来得低。

在此描述的范例方法及设备配置来为每个功能块(例如所述功能块122c-e中的每个功能块)产生一个或多个开始时间偏移。一个功能块的开始时间偏移的数目是根据该功能块的一个块原始执行期(T_BRE)及执行该功能块的现场设备的最慢的块原始执行期(T_SBE)来确定。块原始执行期(T_BRE)不考虑时间表(例如图7所示的时间表702)来定义一个功能块的执行之间的时间长度，而且可以根据下列公式1确定：

公式1 T_BRE＝T_MB×F_BSR

如以上公式1所示，一个特定功能块的块原始执行期(T_BRE)是通过将容纳所述功能块的模块的模块执行期(T_ME)乘以所述功能块的一个块扫描率系数(F_BSR)而求得。所述块扫描率系数(F_BSR)等于一个功能块的两个连续的执行的开始时间之间的模块执行期(T_ME)的数量，而且可以以下列公式2确定：

公式2 $F_{\mathrm{BSR}}=\frac{T_{\mathrm{ME}}}{\mathrm{BSR}}$

现在参考以上公式2及参看图7，如果所述模块120(图1)的模块执行期(T_ME)为2000ms(毫秒)，而所述功能块1 22a配置成在每2000ms(BSR＝2000ms)被执行一次，所述AI1功能块122a的块扫描率系数(F_BSR)等于一，这是由于一个模块执行期(T_ME)在所述AI1功能块122a的两个连续的执行的开始时间之间流逝。图7中显示所述AI2功能块1 22c每500ms(BSR＝500ms)执行一次。因此，所述AI2功能块122c的块扫描率系数(F_BSR)等于四分之一(0.25)，这是由于只是四分之一个模块执行期(T_ME)在所述AI2功能块122c的两个连续的执行的开始时间之间流逝。

现在再次参考以上公式1，如果所述模块120的模块执行期(T_ME)为2000ms(毫秒)，而所述AI1功能块122a的块扫描率系数(F_BSR)等于一，则所述AI1功能块122a的块原始执行期(T_BRE)等于2000ms(毫秒)，这指示所述AI1功能块122a每2000ms(毫秒)执行一次。然而，所述AI2功能块122c的块原始执行期(T_BRE)等于500ms(毫秒)，这是由于所述AI2功能块122c的块扫描率系数(F_BSR)为四分之一(例如500ms(T_BRE)＝2000ms(T_ME)×1/4(F_BSR))。

在根据以上公式1确定块原始执行期(T_BRE)之后，所述块原始执行期(T_BRE)根据图8所示的取整表800取整。所述块原始执行期(T_BRE)被取整，以确保功能块执行(例如图7所示的功能块402、404、406、502及504)在所述时间表702(图7)重复几次之后没有发生时间斜移，以及根据已取整的块原始执行期(RT_BRE)界线来确定每个功能块需要的开始时间偏移数量(Q_S)。如所述取整表800所示，如果一个功能块的块原始执行期(T_BRE)介于0及500ms(毫秒)之间，所述块原始执行期(T_BRE)被取整为所述已取整的块原始执行期(RT_BRE)。同样地，如果一个功能块的块原始执行期(T_BRE)介于500及1000ms(毫秒)之间或介于1000及2000ms(毫秒)之间或大于2000ms(毫秒)，所述块原始执行期(T_BRE)被取整为一个已取整的块原始执行期(RT_BRE)值，分别为1000ms(毫秒)、2000ms(毫秒)或4000ms(毫秒)。

现在返回到图7，所述时间表702以子时间表710及712实施。在所图解的范例中，所述子时间表710的周期为500ms(毫秒)，而且与图2及4所示的回路232的一个回路执行有关。所述子时间表712的周期为2000ms(毫秒)，而且与图2及5所示的回路234的一个回路执行有关。如图7所示，在所述时间表702的产生期间，所述子时间表710首先产生，然后重复三次，以填满周期为2000ms(毫秒)的所述时间表702。在产生所述子时间表710之后，下一个周期最短的子时间表(例如所述子时间表712)产生。在产生所述子时间表710及712之后，所述子时间表710及712合并而产生所述时间表702。

如图7所示，在所述子时间表710期间，所述执行402、404及406中的每个执行发生一次。因此，所述功能块122c-e中的每个功能块只需要所述子时间表710的一个开始时间偏移。此外，在所述子时间表712期间，所述功能块122a-b中的每个功能块只执行一次。因此，所述功能块122a-b中的每个功能块只需要所述子时间表712的一个开始时间偏移。

一个功能块(例如图1及2所示的功能块122a-e的其中之一)所需要的子时间表(例如所述子时间表710或所述子时间表712)的开始时间偏移数量(Q_S)(例如所述开始时间偏移706)是根据所述功能块的已取整的块原始执行期(RTBRE)及执行所述功能块的现场设备(例如图1所示的现场设备112a-c的其中之一)的最慢的已取整的块原始执行期(RTSRE)来确定。一功能块需要的开始时间偏移数量(Q_S)可以以下列公式3确定：

公式3 $Q_S=\frac{{\mathrm{RT}}_{\mathrm{SRE}}}{{\mathrm{RT}}_{\mathrm{BRE}}}$

如以上公式3所示，一功能块需要的开始时间偏移数量(Q_S)是通过将执行所述功能块的现场设备的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)除以所述功能块的已取整的块原始执行期(RT_BRE)而求得。

使用公式3来确定所述PID2功能块122d需要的开始时间偏移数量(Q_S)涉及首先确定执行所述PID2功能块122d的所述现场设备112c的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)。在所图解的范例中，所述PID2及AO1功能块122d-e是唯一由所述现场设备112c执行的功能块。因此，所述现场设备112c的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)等于所述功能块122d-e中已取整的块原始执行期(RT_BRE)较慢的一个功能块的已取整的块原始执行期(RT_BRE)。由于所述功能块122d-e的已取整的块原始执行期(RT_BRE)都等于500ms(毫秒)，所述最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)被设为等于500ms(毫秒)。

在确定所述现场设备112c的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)之后，可以使用公式3、通过将500ms(所述现场设备112c的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE))除以500ms(所述PID2功能块122d的已取整的块原始执行期(RT_BRE))来确定所述PID2功能块122d需要的开始时间偏移数量(Q_S)。所述除法运算指示，所述PID2功能块122d为在所述子时间表710期间执行而需要的开始时间偏移数量(Q_S)为一。

图9的一个范例开始时间偏移数量表900显示所述功能块122a-b为在图7所示的子时间表712期间执行而需要的开始时间偏移数量(Q_S)，以及显示所述功能块122c-e为在图7所示的子时间表710期间执行而需要的开始时间偏移数量(Q_S)。所述开始时间偏移数量表900也显示所述块扫描率系数(F_BSR)、所述块原始执行期(T_BRE)及所述已取整的块原始执行期(RT_BRE)。

图10描绘另一范例功能块配置1000，其中多个现场设备1012a-c通信连接到一个数字数据总线1014，以实施基于一个模块1020的功能块1022a-e的一个过程控制系统。与在图1及2所示的功能块122a-e(按图9的开始时间偏移数量表900，其只需要一个开始时间偏移)不同，如同下述，图10所示的有些功能块1022a-e需要多个开始时间偏移。所述多个现场设备1012a-c与图1所示的现场设备112a-c相似或相同，而所述数字数据总线1014与图1所示的数字数据总线114相似或相同。如图10所示，所述现场设备1012a执行由一个AI11功能块1022a、一个AI12功能块1022c及一个AO11功能块1022e定义的功能，所述现场设备1012b执行由一个PID12功能块1022b定义的功能，而所述现场设备1012c执行由一个PID13功能块1022d定义的一个功能。

所述AI11功能块1022a与图1及2所示的AI1功能块122a相似或相同，所述PID12功能块1022b与图1及2所示的PID1功能块122b相似或相同，所述AI12功能块1022c与图1及2所示的AI2功能块122c相似或相同，所述PID13功能块1022d与图1及2所示的PID2功能块122d相似或相同，而所述AO11功能块1022e则与图1及2所示的AO1功能块122e相似或相同。例如，所述AI11功能块1022a及所述PID12功能块1022b的块扫描率等于2000ms(毫秒)。此外，所述功能块1022c-e的块扫描率等于500ms(毫秒)。虽然图中未显示，但所述功能块1022a-e之间的连接与图2所示的功能块122a-e之间的连接相同。

图11的另一范例开始时间偏移数量表1100显示根据所述功能块1022a-e(图10)的每个功能块各自的块扫描率系数(F_BSR)、块原始执行期(T_BRE)及已取整的块原始执行期(RT_BRE)而确定的、所述功能块1022a-e(图10)的每个功能块所需要的开始时间偏移数量(Q_S)。所述功能块1022a-e中的每个功能块的块原始执行期(T_BRE)是根据以上公式1而确定，而该公式1是基于所述模块1020的块扫描率系数(F_BSR)及模块执行期(T_ME)。所述块原始执行期(T_BRE)中的每个块原始执行期(T_BRE)接着被取整，以确定所述功能块1022a-e中的每个功能块的已取整的块原始执行期(RT_BRE)。

确定所述功能块1022a-e中的每个功能块需要的开始时间偏移数量(Q_S)接着根据以上公式3确定。如图11所示，附图标记1102指示所述AI12功能块1022c(PDT11/FFAI12)需要的开始时间偏移数量(Q_S)等于四。为了确定所述AI12功能块1022c需要的开始时间偏移数量(Q_S)，首先确定所述现场设备1012a的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)。在图10的图解范例中，所述现场设备1012a配置成执行所述AI11功能块1022a、所述AI12功能块1022c及所述AO11功能块1022e。因此，所述最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)是所述AI11功能块1022a的已取整的块原始执行期(RT_BRE)、所述AI12功能块1022c的已取整的块原始执行期(RT_BRE)及所述AO11功能块1022e的已取整的块原始执行期(RT_BRE)三者中的最慢者。如图11所示，所述AI11功能块1022a(PDT11/FFAI11)的已取整的块原始执行期(RT_BRE)为2000ms(毫秒)，所述AI12功能块1022c(PDT11/FFAI12)的已取整的块原始执行期(RT_BRE)为500ms(毫秒)，而所述AO11功能块1022e(PDT11/FFAO11)的已取整的块原始执行期(RT_BRE)为500ms(毫秒)。因此，所述现场设备1012a的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)为2000ms(毫秒)。根据以上公式3，为了确定所述AI12功能块1022c需要的开始时间偏移数量(Q_S)，将2000ms(所述AI12功能块1022c的已取整的块原始执行期(RT_BRE))除以500ms(所述现场设备1012a的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE))，求得一个等于四的值，如同附图标记1102指示的那样。

所述表1100也显示，所述AI11功能块1022a(PDT11/FFAI11)需要的开始时间偏移数量(Q_S)等于一，如同附图标记1104指示的那样。在所图解的范例中，所述AI11功能块1022a有一个开始时间偏移，而所述AI12功能块1022c有四个开始时间偏移，这是由于所述AI11功能块1022a的已取整的块原始执行期(RT_BRE)(2000ms)等于所述现场设备1012a的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)(2000ms)，而所述AI12功能块1022c的已取整的块原始执行期(RT_BRE)(500ms)比所述现场设备1012a的最慢的已取整的块原始执行期(RT_SRE)(2000ms)小四倍。因此，所述AI11功能块1022a每执行一次，所述现场设备1012b需要执行所述AI12功能块1022c四次。

图12为另一范例执行顺序图1200，其显示一个时间表1202(例如一个功能块执行时间表)及所述功能块1022a-e(图10)的相应执行1204、1206、1208、1210及1212。所述时间表1202使用与所述PID2功能块1022d有关的一个500ms子时间表1214及与所述功能块1022a-c及1022e有关的一个2000ms子时间表1216来产生。如图所示，所述500ms子时间表1214在所述时间表1202期间重复四次，而所述2000ms子时间表1216在所述时间表1202期间发生一次。

根据图11所示的表1100，在所述2000ms子时间表1216范围内，所述AI11功能块1022a有一个开始时间偏移(开始时间偏移t₀)，所述AI12功能块1022c有四个开始时间偏移(开始时间偏移t₁、t₅、t₉及t₁₁)，所述AO11功能块1022e有四个开始时间偏移(开始时间偏移t₃、t₇、t₁₁及t₁₅)，而所述PID12功能块1022b有一个开始时间偏移(开始时间偏移t₁)。同样根据图11所示的表1100，在所述500ms子时间表1214范围内，所述PID13功能块1022d有一个开始时间偏移(开始时间偏移t₂)。

一个功能块的开始时间偏移可以根据下列公式4确定：

公式4t_S＝N_Seq×T_BRE+t_DA

如以上公式4所示，一个功能块的开始时间偏移(t_S)是通过将需计算的一个目前开始时间偏移的一个序列号(N_Seq)乘以所述功能块的块原始执行期(T_BRE)，然后将所得乘积与所述功能块的一个数据可用时间(t_DA)而求得。所述序列号(N_Seq)指的是一个功能块在一个子时间表(例如图7所示的子时间表710及712的其中之一)期间的一个特定执行实例。例如，在图12中，所述AI12功能块1022c在所述2000ms子时间表1216期间有四个执行实例(即开始时间偏移数量(Q_S)等于四，并且序列号(N_seq)为零到三)。所述功能块的数据可用时间(t_DA)指的是，在一个功能块的一个块原始执行期(T_BRE)期间，执行所述功能块而需要的数据可以由另一个功能块提供的持续时间长度。例如，一个第一功能块的数据可用时间(t_DA)是根据来自一个第二功能块的数据被提供给执行所述第一功能块的一个现场设备的时间(例如在所述数据在所述数字数据总线1014上公布时)来确定的。如果所述第一功能块不需要来自所述第二功能块或任何其他功能块的数据来使一个现场设备执行所述第一功能块，则所述第一功能块的数据可用时间(t_DA)被设定为等于零。作为一个进一步的范例，如果一个功能块的块原始执行期(T_BRE)为500ms，而且在相对于所述500ms块原始执行期(T_BRE)的开始时间125ms的时候，另一个功能块向前述功能块提供数据，则所述功能块的数据可用时间(t_DA)为125ms。

现在参考公式4及所述AI12功能块1022c执行1206，所述偏移开始时间(t_S)t₁、t₅、t₉及t₁₁可以确定如下。如果所述AI12功能块1022c的块原始执行期(T_BRE)为500ms，在图12所示的2000ms子时间表1216期间的开始时间偏移数量(Q_S)为四(即序列号(B_seq)零到三)，这是由于所述2000ms子时间表1216的子时间表执行期除以所述AI12功能块1022c的500ms块原始执行期(T_BRE)等于四。此外，所述AI12功能块1022c的数据可用时间(t_DA)为125ms。因此，使用以上公式4，相应于所述第一序列号(N_Seq)的开始时间偏移(t_S)t₁等于125ms，相应于所述第二序列号(N_Seq)的开始时间偏移(t_S)t₅等于625ms，相应于所述第三序列号(N_Seq)的开始时间偏移(t_S)t₉等于1125ms，而相应于所述第一序列号(N_Seq)的开始时间偏移(t_S)t₁₁等于1625ms。

图13为一范例的面向对象的软件执行环境1300，其显示表达图1所示的现场设备112a-c的对象、图1所示的功能块122a-e以及相应于所述功能块122a-e的开始时间偏移之间的关系。相应于图1所示的现场设备112a的一个PDT1设备对象1302a捆绑到一个FFAI1功能对象1304a及一个FFPID1功能对象1304b。所述FFAI1功能对象1304a相应于图1所示的AI1功能块122a，而所述FFPID1功能对象1304b相应于图1所示的PID1功能块122b。相应于图1所示的现场设备112b的一个PDT2设备对象1302b捆绑到相应于所述AI2功能块122b(图1)的一个FFAI2功能块1304c，及捆绑到相应于所述PID2功能块122c(图1)的一个FFPID2功能对象1304d。相应于图1所示的现场设备112c的一个PDT3设备对象1302c捆绑到相应于所述AO1功能块122e(图1)的一个FFAO1功能块1304e。

根据图9所示的开始时间偏移数量表900，所述功能对象1304a-e中的每个功能对象都有各自的、图13所示的多个开始时间偏移1306a-e中的一个开始时间偏移。每个所述开始时间偏移可以存储在使用一个数据结构的一个存储器(例如图1所示的工作站102的存储器)中。在图13的图解范例中，相应于所述开始时间偏移1306的一个范例开始时间数据结构1310以格式FBS{序列号、指数值、开始时间偏移}存储所述开始时间偏移1306。在所述范例中，序列号指的是在一个子时间表(例如图7所示的子时间表710及712中的一个子时间表)期间一个功能块的一个特定执行实例，所述指数值可以用于使所述开始时间偏移与一个相应的功能块发生联系，而开始时间偏移指的是一个相应功能块的开始时间偏移(例如所述开始时间偏移1306b)。

图14为另一范例的面向对象的软件执行环境1400，其显示表达图10所示的现场设备1012a-c的对象、图10所示的功能块1022a-e以及相应于所述功能块1022a-e的开始时间偏移之间的关系。相应于图10所示的现场设备1012a的一个PDT11设备对象1402a捆绑到相应于所述AI11功能块1022a(图10)的一个FFAI11功能块1404a、相应于所述AI12功能块1022c(图10)的一个FFAI12功能块1404b、及相应于图10所示的AO11功能块1022e的一个FFA011功能块1404c。相应于图10所示的现场设备1012b的一个PDT12设备对象1402b捆绑到相应于所述PID12功能块1022b(图10)的一个FFPID12功能块1404d。相应于图10所示的现场设备1012c的一个PDT13设备对象1402c捆绑到相应于所述PID13功能块1022d(图10)的一个FFPID13功能块1404e。

根据图11的开始时间偏移数量表1100，所述功能对象1404a-e中的每个功能对象有图14所示的多个开始时间偏移1406a-k中的一个或多个相应的开始时间偏移。相应于所述FFA011功能对象1404c的一个范例开始时间偏移数据结构1410存储一个开始列表1412，该开始列表1412包含所述开始时间偏移1406f-i。参看所述偏移数据结构1410及图12所示的范例执行顺序图1200，所述开始时间偏移1406f与一个序列号一及一个开始时间偏移t₃有关，所述开始时间偏移1406g与一个序列号二及一个开始时间偏移t₇有关，所述开始时间偏移1406h与一个序列号三及一个开始时间偏移t₁₁有关，而所述开始时间偏移则与一个序列号四及一个开始时间偏移t₁₅有关。

图15图解一个范例方式，其中与所述AO11功能块1022e(图10)有关的所述开始列表1412(图14)从所述工作站102(图1)复制到所述现场设备1012a(图10)。所述工作站102将包含开始时间偏移(例如所述开始时间偏移1406f-i)的开始列表(例如所述开始列表1412)下载到所述现场设备1012a-c，以使得所述现场设备1012a-c能够在图12所示的时间表1202期间的预定时间执行它们各自的、相应于所述功能块1022a-e(图10)的功能。如图15所示，所述工作站102存储图10的模块1020，包括所述AO11功能块1022e。虽然图中未显示，但所述工作站102也存储图10所示的其他功能块1022a-d。在所图解的范例中，所述工作站102存储包含图8所示的开始时间偏移1406f-i的所述开始列表1412。虽然图中未显示，但所述工作站102也存储相应于所述功能块1022a-d的开始列表。

图15也显示图10所示的现场设备1012a，所述现场设备1012a包含一个端口1504，该端口1504配置成将所述现场设备1012a通信连接到所述数字数据总线1014。所述端口1504有与所述字数据总线1014有关的所述时间表1202(图12)。明确地说，所述时间表1202向所述端口1504指示所述时间表的持续时间(例如2000ms)及通信连接到所述数字数据总线1014的所有其他现场设备(例如所述现场设备1012a-c)执行它们各自的功能(例如相应于图10所示的功能块1022a-d的功能)的时间。

在所图解的范例中，所述现场设备1012a存储相应于所述AO11功能块1022e而且被指定为一个AO现场功能(FF)块1506的一个AO(模拟输出)功能。当然，所述现场设备1012a可以存储更多功能，包括(例如)相应于图10所示的AI11功能块1022a的一个AI(模拟输入)现场功能块。所述AO11功能块1022e、所述AO现场功能块1506及所述开始列表1412存储一个指数值1508，该指数值1508使所述AO11功能块1022e及所述AO现场功能块1506联系(例如键)到所述开始列表1412中的开始时间偏移1406f-i。在图1所示的工作站102或控制器106中的一个时间表产生过程确定所述开始时间偏移1406f-i及将所述开始时间偏移1406f-i存储在所述开始列表1412之后，所述工作站102或所述控制器106通过所述数字数据总线1014，将包含所述开始时间偏移1406f-i的所述开始列表1412传送到所述现场设备1012a。如图15所示，所述现场设备1012a接着存储所述开始列表1412。然后所述现场设备1012a接着使用所述开始时间偏移1406f-i来确定：根据所述时间表1202应在什么适当的时候执行所述AO现场功能块1506。虽然图中未显示，但所述现场设备1012a也存储相应于所述AI11及AI12功能块1022a及1022c(图10)的开始列表。

图16描绘一个范例的面向对象的编程环境1600，该范例的面向对象的编程环境有多个级1602a-i，这些级1602a-i配置成使用在此描述的范例方法及设备来产生时间表(例如图7及12所示的时间表702及1202)。一个Dbs界面设备(DbsInterfaceDevice)级1602a用于与现场设备(例如图1所示的现场设备112a-c或图10所示的现场设备1012a-c)或现场设备对象(例如图13所示的现场设备对象1302a-c或图14所示的现场设备对象1402a-c)交换信息。例如，所述Dbs界面设备级1602a可以带有配置来与现场设备或现场设备对象通信的多种功能或方法。所述Dbs界面设备级1602a的一个范例功能检索与所述现场设备112a-c或1012a-c中的每个现场设备有关的块扫描率或块原始执行期(T_BRE)。

一个Dbs界面模块(DbsInterfaceModule)级1602b用于与包含一个或多个现场设备(例如图1所示的现场设备112a-c或图10所示的现场设备1012a-c)的模块或模块对象(例如图1所示的模块120或图10所示的模块1020)交换信息，以为其产生时间表(例如图7所示的时间表702或图12所示的时间表1202)。所述Dbs界面模块级1602b的一个范例功能或方法可以配置成从指定使用一个图形用户界面(GUI)控制系统设计界面的功能块互连(例如图2所示的功能块122a-e的互连)定义的一个模块(例如图1所示的模块120)，检索功能块(例如图1及2所示的功能块122a-e)的执行顺序。

一个Dbs时间表基本模板(DbsScheduleBaseTemplate)级1602c用于检索及/或产生时间表的基本模板(例如用于产生图7所示的时间表702的基本模板或用于产生图12所示的时间表1202的基本模板)。所述时间表基本模板提供产生时间表所需要的基本或基础框架。例如，一个时间表的一个基本模板可以包括与调度功能块有关的规则，及/或所述基本模板可以指定默认参数(例如预定期、每预定期的执行数量等等)。在有些实施例中，时间表的基本模板可以从(例如)所述工作站102中的时间表基本模板数据库(图中未显示)检索。

一个Dbs时间表(DbsSchedule)级1602d用于产生在此描述的时间表(例如图7所示的时间表702、图12所示的时间表1202或任何其他时间表)。一个Dbs子时间表级1602e用于产生在此描述的子时间表(例如图7所示的子时间表710及712、图12所示的子时间表1214及1216或任何其他子时间表)。一个Dbs子时间表基本模板级1602f用于检索及/或产生子时间表的基本模板(例如用于产生图7所示的子时间表710及712的基本模板或用于产生图12所示的子时间表1214及1216的基本模板)。所述子时间表基本模板提供产生子时间表所需要的基本或基础框架。在有些实施例中，子时间表的基本模板可以从(例如)所述工作站102中的子时间表基本模板数据库(图中未显示)检索。

一个Dbs强制数据序列(DbsCompelDataSequence)级1602g可以用于配置与时间表有关的强制数据序列。强制数据序列指定现场设备(例如图1所示的现场设备112a-c的其中之一或图10所示的现场设备1012a-c的其中之一)应在什么时候向其他现场设备传送或公布其数据(例如测量信息、状况信息等等)。在所图解的范例中，所述Dbs强制数据序列级1602g确保，强制数据命令由一个控制器(例如所述控制器106)在现场设备执行时间表(例如图7及12所示的时间表710及1202)中所指示的功能块之后向现场设备发布。

一个Dbt时间表基本模板(DbtScheduleBaseTemplate)级1602h及一个Dbt时间表级1602i提供临时工作空间，以便在一个产生时间表过程期间或在向现场设备公布所述时间表之前，在其中产生一个时间表(例如所述时间表702、1202或任何其他时间表的其中之一)。

图17为一详细框图，其图示一个范例设备1700，该范例设备1700可以根据在此描述的范例方法来产生时间表。所述范例设备1700可以使用所述工作站102(图1)、所述控制器106(图1)或任何期望的硬件、固件及/或软件的结合来实施。例如，可以使用一个或多个集成电路、离散半导体元件或无源电子元件来实施。附加地或可选择地，所述范例设备1700的一些或所有的块或其部分，可以使用存储在机器可存取介质上的命令、编码及/或软件及/或固件等等来实施；在被(例如)过程控制系统(例如图23所示的范例处理器系统2310)执行时，这些块执行图18-21所示的流程图中表达的操作。在一个软件实施例中，以下描述的范例设备的块可以用于实施以上有关图16的描述涉及的面向对象的编程级1602a-g。

所述范例设备1700带有一个现场设备界面1702，该现场设备界面1702配置成与现场设备(例如图1所示的现场设备112a-c或图10所示的现场设备1012a-c)交换信息。例如，所述现场设备界面1702可以检索与所述现场设备112a-c或1012a-c中的每个现场设备有关的块扫描率或块原始执行期(T_BRE)。

所述范例设备1700进一步带有一个模块界面1704，该模块界面1704配置成与包含一个或多个现场设备(例如图1所示的现场设备112a-c或图10所示的现场设备1012a-c)的一个模块交换信息，以为其产生一个时间表(例如图7所示的时间表702或图12所示的时间表1202)。例如，所述模块界面1704可以配置成从指定使用一个图形用户界面(GUI)控制系统设计界面的功能块互连(例如图2所示的功能块122a-e的互连)定义的一个模块(例如图1所示的模块120)，检索功能块(例如图1及2所示的功能块122a-e)的执行顺序。

所述范例设备1700进一步带有一个时间表基本模板界面1706，该时间表基本模板界面1706配置成检索及/或产生时间表的基本模板(例如用于产生图7所示的时间表702的基本模板或用于产生图12所示的时间表1202的基本模板)。在一个实施例中，所述时间表基本模板界面1706根据(例如)模块(例如图1所示的模块120或图10所示的模块1020)中的功能块(例如图1所示的功能块122a-e及图10所示的功能块1022a-e)的数量及类别、从所述工作站102中的一个时间表基本模板数据库检索时间表的基本模板。

所述范例设备1700也带有一个时间表产生器1708，该时间表产生器1708配置成产生在此描述的时间表(例如图7所示的时间表702、图12所示的时间表1202或任何其他时间表)。此外，所述范例设备1700带有一个子时间表产生器1710，该子时间表产生器1710配置成产生在此描述的子时间表(例如图7所示的子时间表710及712、图12所示的子时间表1214及1216或任何其他子时间表)。为了产生或检索子时间表的基本模板，所述范例设备1700带有一个子时间表基本模板界面1712。

所述范例设备1700进一步带有一个强制数据序列产生器1714，该强制数据序列产生器1714配置成产生与时间表有关的强制数据序列。例如，在所述时间表产生器1708完成产生一个时间表(例如所述时间表702(图7)及1202(图12)的其中之一)时，所述强制数据序列产生器1714可以为所述时间表产生一个强制数据序列，以确保一个控制器(例如图1所示的控制器106)在现场设备执行所述时间表中所指示的功能块之后向现场设备发布强制数据命令。照这样，由现场设备产生的数据(例如测量信息、状况信息、计算结果等等)被传送或发布到其他需要所述数据来执行其他操作的现场设备。

所述范例设备1700附加地带有一个配置界面1716，该配置界面1716配置成通过添加、删除及互连功能块(例如图1及2所示的功能块122a-e及图10及12所示的功能块1022a-e)，从用于设计过程控制例程的一个图形用户界面(GUI)设计软件应用程序(例如用于互连图2所示的功能块122a-e的图形用户界面(GUI)设计软件应用程序)接收信息、命令等等。例如，如果用户更改两个功能块之间的互连，所述图形用户界面(GUI)设计软件应用程序向所述配置界面1716发送一个更改通知及描述所述更改(例如功能块A的输出连接到功能块B的输入)的信息。此外，所述配置界面1716配置成存取所述工作站102中的或任何其他通信连接到图1所示的局域网(LAN)108的处理器系统中的数据结构或数据库，以检索过程控制系统配置信息(例如数字数据总线捆绑规则、数字数据总线的界限等等)。

所述范例设备1700进一步带有一个原始执行期确定器1718，以根据以上公式1确定块原始执行期(T_BRE)。所述范例设备1700也带有一个取整器1720，以根据图8所示的取整表800取整块原始执行期(T_BRE)。此外，所述范例设备1700带有一个开始时间偏移确定器1722，所述开始时间偏移确定器1722配置成产生功能块的开始时间偏移数量(Q_S)及开始时间偏移值(t_S)。例如，所述开始时间偏移确定器1722可以配置成执行上述有关公式3及4的计算。此外，所述范例设备1700带有一个块扫描率系数确定器1724，以确定功能块(例如图1及2所示的功能块122a-e及图10所示的功能块1022a-e)的块扫描率系数(F_BSR)。例如，所述块扫描率系数确定器1724可以根据上述公式2确定块扫描率系数(F_BSR)。为了比较值，所述范例设备1700带有一个比较器1726。例如，所述比较器1726可以通过比较被分配到该设备的功能块的块原始执行期(T_BRE)及确定其中哪一个最慢来确定最慢的块原始执行期(T_SBE)。

图18-21为范例方法的流程图，这些范例方法可以用于实施图17所示的范例设备1700。在有些实施例中，图18-21所示的范例方法可以使用由一个处理器(例如图23所示的范例处理器系统2310中的处理器2312)执行的、包括一个编程的机器可读命令来实施。所述编程可以实施于存储在有形介质上的软件(比如存储在压缩盘只读存储器(CD-ROM)、软盘、硬盘、数字多功能光盘(DVD)或与所述处理器2312有关的存储器上的软件)及/或以广为人知的方式实施在固件及/或专用硬件。此外，虽然引用图18-21所示的流程图来描述所述范例编程，但本领域的普通工程技术人员将可以理解，可以选择使用许多其他方法来实施图17所示的范例设备1700。例如，所述块的执行顺序可以更改，及/或有些已描述的块可以更改、消除或结合。

为了讨论的目的，以下对图18-21所示的流程图的描述与图12所示的时间表1202有关。然而，与图18-21所示的流程图有关的所述范例方法可以用于产生任何其他时间表，包括(例如)图7所示的时间表702。

现在参看图18，在用于产生时间表(例如图7及12所示的时间表702及1202或任何其他用于调度过程控制系统内的功能块的执行时序的时间表)的一个范例方法中，所述配置界面1716确定一个新模块(例如图10所示的模块1020)是否已经被创建或一个现有模块的一个配置是否已经被改变(流程块1802)。如果所述配置界面1716确定一个新模块没有被添加，而且一个现有模块没有被改变，控制保持在流程块1802直到所述配置界面1716确定一个新模块已经被添加或一个现有模块已经被改变。

如果所述配置界面1716确定一个新模块已经被添加或一个现有模块的配置已经被改变(流程块1802)，所述配置界面1716确定是否根据已知方法产生一个时间表(流程块1804)。例如，所述配置界面1716可以从存储在所述工作站102(图1)中的一个数据结构检索一个时间表类别描述符。以上连同图6描述一个根据已知方法产生的范例时间表。如果所述配置界面1716确定以已知方法产生时间表，则图18所示的范例方法结束。

如果所述配置界面1716确定不以已知方法产生时间表，所述配置界面1716核实所述模块配置没有违反任何捆绑规则(流程块1806)。所述捆绑规则指示特定模块配置是否有效。例如，如果图2所示的模块1020中的功能块1022a-e的其中之一并没有被分配到所述现场设备1012a-c的其中之一或任何其他现场设备，或如果所述功能块1022a-e的其中之一没有适当地连接，则所述模块1020对时间表的产生无效。在所图解的范例中，所述配置界面1716从一个过程控制系统设计软件应用程序中的、按捆绑规则检查所述模块配置的一个核实功能，接收核实信息。如果所述配置界面1716确定所述模块配置无效(流程块1808)，则图18所示的范例方法结束。

如果所述配置界面1716确定所述模块配置有效(流程块1808)，图10所示的功能块1022a-e之间的功能块连接捆绑到所述数字数据总线1014(图10)并互相捆绑(流程块1810)。例如，所述功能块连接可以如以上有关图3的描述中的那样捆绑。所述范例设备1700接着确定所述功能块1022a-e(图10)中的每个功能块需要的开始时间偏移数量(Qs)(流程块1812)。流程块1812的操作可以使用以下有关图19的描述中的范例方法来实施。

在所述范例设备1700确定所述开始时间偏移数量(Qs)之后，所述配置界面1716检索数字数据总线1014的界限(流程块1814)。例如，所述配置界面1716可以检索定义可以在所述数字数据总线1014上运行的最长可能时间表的一个时间值。所述配置界面1716可以从(例如)所述工作站102中的一个数字数据总线特性数据库或从所述控制器106检索所述界限。所述时间表基本模板界面1706(图17)接着从(例如)所述工作站102中的一个时间表模板数据库检索一个时间表基本模板(流程块1816)。所述范例设备1700接着产生所述时间表1202(图12)，如以下详细描述的有关图20所示的范例方法那样(流程块1818)。在所述范例设备1700产生所述时间表1202之后，控制回到调用功能或过程，而图18所示的范例方法结束。

现在参看图19，所示流程图描绘一种范例方法，该范例方法可以用于实施图18所示的流程块1812，以确定所述功能块1022a-e(图10)中的每一个功能块所需要的开始时间偏移数量(Q_S)。最初，所述模块界面1704检索图10所示的模块1020的模块执行期(T_ME)(流程块1902)。所述模块界面1704接着选择与所述模块1020有关的一个现场设备(例如所述现场设备1012a-c的其中之一)(流程块1904)。例如，所述模块界面1704可以确定所述功能块1022a-e被分配到哪些现场设备(例如所述现场设备1012a-c)，并通过(例如)选择一个现场设备对象(例如图14所示的现场设备对象1402a-c的其中之一)来选择这些现场设备1012a-c的其中之一。为了便于讨论，在流程块1904，所述模块界面1704选择图10所示的现场设备1012a。在一个面向对象的编程环境中，所述模块界面1704通过选择图14所示的现场设备对象1402a来选择所述现场设备1012a。

所述模块界面1704接着选择被分配到所述现场设备1012a的一个功能块(例如所述功能块1022a、1022c及1022e的其中之一)(流程块1906)。为了便于讨论，所述模块界面1704在流程块1906选择图10所示的AI12功能块1022c。在一个面向对象的编程环境中，所述模块界面1704通过选择图14所示的FFAI12功能块对象1404b来选择所述AI12功能块1022c。所述块扫描率系数确定器1724(图17)接着确定所选择的AI12功能块1022c的块扫描率系数(F_BSR)(流程块1908)。例如，所述块扫描率系数确定器1724可以从所述模块界面1704获得所述模块1020的模块执行期(T_ME)及所述AI12功能块1022c的块扫描率(BSR)，并使用以上公式2来确定所述AI12功能块1022c的块扫描率系数(F_BSR)。

所述原始执行期确定器1718(图17)接着确定所述AI12功能块1022c的块原始执行期(T_BRE)(流程块1910)。例如，所述原始执行期确定器1718可以根据所述模块1020的模块执行期(T_ME)及所述AI12功能块1022c的块扫描率系数(F_BSR)并使用以上公式1来确定所述AI12功能块1022c的块原始执行期(T_BRE)。所述取整器1720(图17)接着根据图8所示的取整表800，将所述AI12功能块1022c的块原始执行期(T_BRE)取整为一个已取整的块原始执行期(RT_BRE)(流程块1912)。

所述模块界面1704接着确定所述模块1020是否包含另一个被分配到所选择的现场设备1012a的功能块(流程块1914)。如果所述模块界面1704确定所述模块1020包含另一个被分配到所选择的现场设备1012a的功能块(流程块1914)，则控制返回到流程块1906，然后所述模块界面1704选择下一个被分配到所述现场设备1012a的功能块(例如所述功能块1022a及1022e的其中之一)。另一方面，如果所述模块界面1704确定所述模块1020不包含另一个被分配到所选择的现场设备1012a的功能块(例如所述模块1020中的被分配到所述现场设备1012a的功能块1022a、1022c及1022e中的所有功能块的已取整的块原始执行期(RT_BRE)已经被确定)，所述比较器1726接着确定与所选择的现场设备有关的、最慢的块原始执行期(T_SBE)(流程块1916)。例如，所述比较器1726可以对以上经过流程块1906、1908、1910及1912而确定的、被分配到所述现场设备1012a的功能块1022a、1022c及1022e的已取整的块原始执行期(RT_BRE)进行比较。所述比较器1726接着可以根据所述比较，将最慢的块原始执行期(T_SBE)设定为等于已取整的块原始执行期(RT_BRE)中最慢的一个。

所述模块界面1704接着选择一个功能块，以为其确定一个开始时间偏移数量(Q_S)(流程块1918)。例如，所述模块界面1704选择包含在所述模块1020内并且被分配到所述现场设备1012a的功能块1022a、1022c及1022e的其中之一。为了便于讨论，所述模块在流程块1918选择所述AI12功能块1022c。所述开始时间确定器1722(图7)接着确定所述AI12功能块1022c的开始时间偏移(Q_S)(流程块1920)。例如，所述开始时间确定器1722可以根据所述AI12功能块1022c的已取整的块原始执行期(RT_BRE)及在流程块1916确定的最慢的块原始执行期(T_SBE)并使用以上公式3来确定所述开始时间偏移(Q_S)。

所述模块界面1704接着确定所述模块1020是否包含另一个被分配到所选择的现场设备1012a的功能块(流程块1922)。如果所述模块界面1704确定所述模块1020包含另一个被分配到所选择的现场设备1012a的功能块(流程块1922)，则控制返回到流程块1918，然后所述模块界面1704选择下一个被分配到所述现场设备1012a的功能块(例如所述功能块1022a及1022e的其中之一)。另一方面，如果所述模块界面1704确定所述模块1020不包含另一个被分配到所选择的现场设备1012a的功能块(例如所述模块1020中的被分配到所述现场设备1012a的功能块1022a、1022c及1022e中的所有功能块的开始时间偏移(Q_S)已经被确定)，所述模块界面1704确定另一个现场设备(例如图10所示的现场设备1012b及1012c的其中之一)是否与所述模块1020有关(流程块1924)。例如，所述模块界面1704可以确定另一个现场设备与所述模块1020有关，如果所述模块1020包含任何被分配到其他现场设备(例如所述现场设备1012b及1012c)的、而且其开始时间偏移(Q_S)已经被确定的功能块(例如所述功能块1022b及1022d)。

如果所述模块界面1704确定另一个现场设备(例如图10所示的现场设备1012b及1012c的其中之一)与所述模块1020有关(流程块1924)，控制返回到流程块1904，在这里所述模块界面1704选择下一个现场设备(例如图10所示的现场设备1012b及1012c的其中之一)。另一方面，如果所述模块界面1704确定另一个现场设备与所述模块1020无关(流程块1924)，所述模块界面1704确定另一个模块(例如所述模块1020以外的一个模块)是否与所述数字数据总线1014有关(流程块1926)。例如，另一个与所述数字数据总线1014有关的模块可能包含被分配到所述现场设备1012a-c中的现场设备的功能块，而所述范例设备1700接着确定这些功能块需要的开始时间偏移(Q_S)。如果所述模块界面1704确定另一个模块与所述数字数据总线1014有关，控制返回到流程块1902，在这里所述模块界面1704检索下一个模块的块执行期(T_ME)。另一方面，如果所述模块界面1704确定另一个模块与所述数字数据总线1014无关，控制返回到一个调用功能或过程(例如图18所示的范例方法)，而图19所示的范例方法结束。

现在参看图20A及20B，其中所示的流程图描绘一种范例方法，该范例方法可以用于实施图18所示的流程块1818，以产生子时间表(例如图12所示的子时间表1214及1216)并根据所述子时间表产生一个时间表(例如图12所示的时间表1202)。最初，所述子时间表产生器1710检索与所述数字数据总线1014有关的所有已取整的块原始执行期(RT_BRE)(流程块2002)。例如，所述子时间表产生器1710检索在流程块1912确定的、与所述数字数据总线1014有关的所有功能块(例如图10所示的功能块1022a-e)的所有已取整的块原始执行期(RT_BRE)。所述子时间表基本模板界面1712(图17)接着检索所述每个已取整的块原始执行期(RT_BRE)的子时间表基本模板(流程块2004)。例如，所述子时间表基本模板界面1712可以从所述工作站102(图1)中的一个子时间表基本模板数据库或数据结构检索所述子时间表基本模板。在图解的范例中，所述子时间表基本模板中的每个子时间表基本模板配置成有一个子时间表执行期与在流程块2002检索的一个相应的已取整的块原始执行期(RT_BRE)相等。例如，图12所示，所述子时间表1214的子时间表执行期等于500ms(毫秒)，而所述子时间表1216的子时间表执行期等于2000ms(毫秒)。

所述子时间表产生器1710选择子时间表执行期最短的子时间表模板(流程块2006)。例如，所述子时间表产生器1710可以使用所述比较器1726(图17)对所有子时间表执行期相互比较，以确定其中哪一个子时间表执行期最短。所述子时间表产生器1710接着选择配置成执行同步数据传输的一个现场设备(流程块2008)。一个现场设备(例如图10所示的现场设备1012a-c的其中之一)配置成执行同步数据传输，如果其被分配执行一个以同步方式传输数据的功能块(例如图10所示的功能块1022a-e)。一个功能块以同步方式传输数据，如果另一个功能块在特定时间需要所述由前述功能块产生的数据。例如，如果所述PID13功能块1022d(图10及12)在图12所示的时间t₂需要来自所述AI12功能块1022c(图10及12)的数据，则所述现场设备1012a必须执行与所述AI12功能块1022c同步的数据传输，以确保所述PID13功能块1022d在所述时间t₂获得所述数据。为了便于讨论，所述子时间表产生器1710选择所述现场设备1012a(图10及12)。

所述子时间表产生器1710接着检索所选择的现场设备1012a的最慢块原始执行期(T_SBE)(流程块2010)。例如，所述子时间表产生器1710可以检索在图19所示的流程块1916确定的所述现场设备1012a的最慢块原始执行期(T_SBE)。所述子时间表产生器1710接着使用(例如)所述比较器1726(图17)确定所述最慢块原始执行期(T_SBE)是否等于所选择的子时间表模板的子时间表执行期(流程块2012)。使用在流程块2006所选择的子时间表模板来产生的所述子时间表，可能只包括被指定给由最慢块原始执行期(T_SBE)等于所选择的子时间表模板的子时间表执行期的现场设备执行的功能块的开始时间偏移(t_S)。因此，如果所述子时间表产生器1710确定在流程块2008所选择的所述现场设备1012a的最慢块原始执行期(T_SBE)不等于所选择的子时间表模板的子时间表执行期(流程块2012)，则所述现场设备1012a被跳过，而控制返回到流程块2008，在这里所述子时间表产生器1710选择另一个被配置成执行同步数据传输的现场设备。

另一方面，如果所述子时间表产生器1710确定在流程块2008所选择的所述现场设备1012a的最慢块原始执行期(T_SBE)等于所选择的子时间表模板的子时间表执行期(流程块2012)，则所述子时间表产生器1710选择被分配到所选择的现场设备1012a及与同步数据传输有关的一个功能块(例如所述功能块1022a、1022c或1022e的其中之一)(流程块2014)。为了便于讨论，所述子时间表产生器1710选择所述AI12功能块1022c(图10及12)。

所述子时间表产生器1710接着所选择的AI12功能块1022c的数据可用时间(t_DA)(流程块2016)。在所图解的范例中，所有数据可用时间(t_DA)由一个同步数据可用时间产生器(图中未显示)预定，而且存储在与所述AI12功能块1022c的输入端口有关的一个数据结构。例如，所述同步数据可用时间产生器可以在图18所示的时间表产生过程之前或其过程中扫描所有功能块(例如所述功能块1022a-e)，以确定哪些功能块需要以同步方式向它们传输的数据。所述同步数据可用时间产生器接着可以预定数据可用时间(t_DA)，以确保需要以同步方式向其他功能块传输数据的功能块有足够的时间来执行及通过所述数字数据总线1014传输它们的数据，以至在特定时间需要所述数据的功能块可以适时在所述时间接收所述数据。对于可以在不需要来自另一个功能块的数据的情况下执行的功能块(例如所述AI11功能块1022a)，所述数据可用时间(t_DA)可以设定为零，这是由于所述功能块可以在一个子时间表执行期开始时随即执行。

所述开始时间偏移确定器1722(图17)确定所选择的开始时间偏移值(t_S)(流程块2018)，如以下有关图21的描述那样。所述子时间表产生器1710接着为在流程块2018确定的所述开始时间偏移值(t_S)分配数据传输时间(流程块2020)。数据传输时间是从一个功能块通过所述数字数据总线1014传送数据到另一个功能块所需要的时间的数量。然而，一个功能块传输数据到相同的设备内的另一个功能块并不需要数据传输时间。数据传输时间在所述数字数据总线1014上占用时间，因此产生所述子时间表需要数据传输时间，以确保所述子时间表的时间长度足够，从而确保所有功能块执行及数据传输可以在所述数字数据总线1014上进行。

所述子时间表产生器1710接着确定被分配到所述现场设备1012a的另一个功能块是否与同步数据传输有关(流程块2022)。如果所述子时间表产生器1710确定被分配到所述现场设备1012a的另一个功能块与同步数据传输有关(流程块2022)，则控制返回到流程块2014，在这里，所述子时间表产生器1710选择下一个与同步数据传输有关的功能块。否则，所述子时间表产生器1710确定通信连接到所述数字数据总线1014的另一个现场设备是否配置成执行同步数据传输(流程块2024)。如果所述子时间表产生器1710确定通信连接到所述数字数据总线1014的另一个现场设备配置成执行同步数据传输(流程块2024)，则控制返回到流程块2008，在这里，所述子时间表产生器1710选择配置成执行同步数据传输的另一个现场设备(例如图10及12所示的现场设备1012b及1012c的其中之一)。

另一方面，如果所述子时间表产生器1710确定通信连接到所述数字数据总线1014的另一个现场设备没有配置成执行同步数据传输(流程块2024)，则所述子时间表产生器1710处理同步数据传输(流程块2026)。例如，所述子时间表产生器1710可以识别所述功能块1022a-e(图10及12)中与同步数据传输的功能块，以与以上有关流程块2016的描述类似的方式检索这些功能块的数据可用时间(t_DA)，以与以下有关图21的描述类似的方式确定其开始时间偏移值(t_S)，以及以与以上有关流程块2020的描述类似的方式为这些功能块分配数据传输时间。

所述子时间表产生器1710接着确定在流程块2006所选择的子时间表模板的子时间表执行期的长度是否足以容纳上述确定的开始时间偏移值(t_S)及数据传输时间(流程块2028)。如果所述子时间表产生器1710确定在流程块2006所选择的子时间表模板的子时间表执行期的长度不足以容纳所述开始时间偏移值(t_S)及所述数据传输时间(流程块2028)，则所述子时间表产生器1710废弃所述开始时间偏移值(t_S)及所述数据传输时间(流程块2030)，以重新产生所述子时间表。为了为在流程块2006所选择的子时间表模板提供长度足够的子时间表执行期来容纳需为所述子时间表模板产生的功能块的开始时间偏移值(t_S)及数据传输时间，所述子时间表产生器1710扩大所述子时间表模板的子时间表执行期(流程块2032)。换句话说，所述子时间表产生器1710添加时间到所述子时间表模板的子时间表执行期，以延长所述子时间表执行期。例如，如果用于产生图12所示的2000ms子时间表1216的子时间表模板的子时间表执行期的长度不足以容纳与所述功能块1022a-c及1022e有关的开始时间偏移值(t_S)及数据传输时间，所述子时间表产生器1710可以添加500ms(或任何其他数量的时间)到所述子时间表模板。

在所述子时间表产生器1710扩大所选择的子时间表模板的子时间表执行期(流程块2032)之后，控制返回到流程块2008，在这里，流程块2008、2010、2012、2014、2016、2018、2020、2022、2024、2026及2028的操作基于所述已扩大的子时间表执行期重复。如果所述子时间表产生器1710确定在流程块2006所选择的子时间表模板的子时间表执行期的长度足以容纳所述开始时间偏移值(t_S)及所述数据传输时间(流程块2028)，则所述子时间表产生器1710确定是否产生另一个子时间表(流程块2034)。例如，如果图18所示的范例方法用于产生图12所示的时间表1202，而子时间表产生器1710已经产生所述子时间表1214但尚未产生所述子时间表1216，所述子时间表产生器1710确定应产生另一个子时间表(例如所述子时间表1216)。如果所述子时间表产生器1710确定应产生另一个子时间表(例如所述子时间表1216)(流程块2034)，控制返回到流程块2006(图20A)，在这里，所述子时间表基本模板界面1712选择下一个最短的子时间表执行期(例如相应于图12所示的2000ms子时间表1216的2000ms子时间表执行期)(流程块2006)。

否则，所述时间表产生器1708合并由所述子时间表产生器1710产生的子时间表(例如图12所示的子时间表1214及1216)(流程块2036)，以产生一个时间表(例如图12所示的子时间表1202)。所述强制数据序列产生器1714接着为所述时间表产生一个强制数据序列(流程块2038)。所述强制数据序列确保所述控制器106将强制数据命令传送到所述现场设备1012a-c，以促使所述现场设备1012a-c根据所产生的时间表在所述数字数据总线1014上发布有关所述功能块1022a-e中的相应功能块的数据。控制接着返回到一个调用功能或过程(例如图18所示的范例方法)，而图20A及20B所示的范例方法结束。

现在参看图21，其中所示流程图描绘一种范例方法，该范例方法可以用于实施图20A所示的流程块2018，以确定功能块的开始时间偏移值(t_S)。在所图解的范例中，图21所示的范例方法使用以上公式4来确定所述开始时间偏移值(t_S)。最初，所述开始时间偏移确定器1722(图17)检索所选择的一个功能块(例如在图20A所示的流程块2014所选择的一个功能块)的开始时间偏移数量(Q_S)(流程块2102)。为了便于讨论，所述AI12功能块1022c(图10及12)是所选择的功能块。因此，在流程块2102所检索的开始时间偏移数量(Q_S)为四。在所图解的范例中，所述AI12功能块1022c的所述开始时间偏移数量(Q_S)(例如四)，是在图18所示的流程块1812确定。所述开始时间偏移确定器1722接着将一个开始时间偏移计数器重调到零(流程块2104)。所述开始时间偏移计数器的值用于提供以上公式4中的序列号(N_Seq)。此外，所述开始时间偏移计数器的值也用于确定所选择的功能块的所有开始时间偏移值(t_S)已经在什么时候被确定。

所述开始时间偏移确定器1722确定一个第一开始时间偏移值(t_S)(流程块2106)。例如，所述开始时间偏移确定器1722使用以上公式4，基于开始时间偏移计数器的值(例如当前开始时间偏移(序列零、序列一、序列二等等)的序列号(N_Seq))、被指定执行所述AI12功能块1022c的现场设备(例如所述现场设备1012a)的最慢块原始执行期(T_SBE)、以及在流程块2016确定的所述AI12功能块1022c的数据可用时间(t_DA)来确定在图12中指示为t₁的所述AI12功能块1022c的开始时间偏移值(t_S)。

所述开始时间偏移确定器1722接着增加所述开始时间偏移计数器的值(流程块2108)，并确定所述开始时间偏移计数器的值是否等于在流程块2102检索的开始时间偏移数量(Q_S)(流程块2110)。如果所述开始时间偏移确定器1722确定所述开始时间偏移计数器的值不等于所述开始时间偏移数量(Q_S)，控制返回到流程块2106，在这里，所述开始时间偏移确定器1722确定下一个开始时间偏移数量(Q_S)(例如图12中指示为t₅的、所述AI12功能块1022c的开始时间偏移数量(Q_S))。否则，控制返回到一个调用功能或过程(例如图20A及20B所示的范例方法)，而图21所示的范例方法结束。

图22为一个范例功能执行及数据传输顺序图2200，其显示图12所示的时间表1202的功能执行及数据传输顺序。所述范例功能执行及数据传输顺序图2200显示所述功能块1022a-e的执行与通过所述数字数据总线1014从一个功能块传输信息到另一个功能块所需要的数据传输时间之间的关系。所述范例功能执行及数据传输顺序图2200也显示强制数据命令在什么时候由所述控制器106发布，以促使图12所示的现场设备1012a-c在所述数字数据总线1014上发布数据。例如，如图22所示，在一个AI11功能块执行2202完成之后，一个强制数据命令2204促使所述现场设备1012a执行一个AI11数据传输2206，以使得能够完成一个PID12执行2208。其他功能块执行、强制数据命令及相应的数据传输也在图中显示。虽然图中未显示，但如果两个功能块由相同的现场设备执行，所述数字数据总线1014不需要数据传输时间(例如所述AI11数据传输2206)来在所述功能块之间交换数据，这是由于所述数据传输在相同的现场设备内进行。

图23为一框图，其图示一个范例处理器系统2310，该范例处理器系统2310可以用于实施在此描述的范例系统及方法。如图23所示，所述处理器系统2310包括一个处理器2312，该处理器2312连接到一个互连总线2314。所述处理器2312包括一个寄存器或寄存器空间2316，该寄存器或寄存器空间2316在图23中被描绘为完全在芯片内，但可以选择地完全或部分地位于芯片外，并通过专用电气连接及/或所述互连总线2314直接连接到所述处理器2312。所述处理器2312可以是任何合适的处理器、处理单元或微处理器。虽然图23中未显示，但所述系统2310可以是一个多处理器系统，而且因此可以包括一个或多个附加的处理器，这些处理器与所述处理器2312相同或相似，而且通信连接到所述互连总线2314。

图23所示的处理器2312连接到一个芯片组2318，该芯片组2318包括一个存储器控制器2320及一个外围输入/输出(I/O)控制器2322。广为人知的是，芯片组定性地提供输入/输出(I/O)及存储器管理功能以及多种通用及/或专用寄存器、定时器等等，这些功能及设备可以由一个或多个连接到所述芯片组2318的处理器存取或使用。所述存储器控制器2320执行功能，使得所述处理器2312(或多个处理器，如果有多个处理器)能够存取一个系统存储器2324及一个大容量存储器2325。

所述系统存储器2324可以包括任何期望类别的易失性及/或非非易失性存储器，比如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、闪速存储器、只读存储器(ROM)等等。所述大容量存储器2325可以包括任何期望类别的大容量设备，包括硬盘驱动器、光驱动器、磁带存储设备等等。

所述外围输入/输出(I/O)控制器2322执行功能，使得所述处理器2312能够通过一个外围输入/输出(I/O)总线2332，与外围输入/输出(I/O)设备2326及2328以及一个网络界面2330进行通信。所述输入/输出(I/O)设备2326及2328可以是任何期望类别的输入/输出(I/O)设备，比如键盘、视频显示器或监控器、鼠标等等。所述网络界面2330可以是(例如)以太网设备、异步传输模式(ATM)设备、802.11设备、数字用户环线(DSL)调制解调器、电缆调制解调器、蜂窝调制解调器等等，其使得所述处理器系统2310能够与另一个处理器系统进行通信。

虽然所述存储器控制器2320及所述输入/输出(I/O)控制器2322在图23中被描绘为所述芯片组2318内的各个功能块，但由这些功能块执行的功能可以在一个单一的半导体线路内集成，或可以使用两个或多个单独的集成电路来实施。

虽然在此已经描述某些方法、设备及制造件，但本发明包括的范围并未受其限制。相反地，本发明包括所有根据字面意义或等效原则正当地属于在此所附的权利要求范围的方法、设备及制造件。

Claims (20)

1.一种在过程控制系统中产生执行功能的时间表的设备，所述设备包括：

第一界面，该第一界面配置成识别与过程控制例程有关的第一功能；

子时间表产生器，该子时间表产生器配置成产生与第一时间段有关的第一子时间表，其中所述第一子时间表指示第一执行时间，在该第一执行时间，应执行所述第一功能；以及

时间表产生器，该时间表产生器配置成根据所述第一子时间表的两个实例，组成与第二时间段有关的时间表，其中所述时间表指示所述第一执行时间及应执行所述第一功能的第二执行时间。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述子时间表产生器配置成产生第二子时间表，该第二子时间表所具有的第三时间段长于所述第一时间段而短于或等于所述第二时间段，其中所述第二子时间表指示应执行所述第二功能的第三执行期。

3.如权利要求2所述的设备，其中所述时间表产生器进一步配置成根据所述第二子时间表的实例产生所述时间表，其中所述时间表指示所述第一功能应在所述时间表期间执行两次，而所述第二功能应在所述时间表期间执行一次。

4.如权利要求2所述的设备，其中所述第一功能与第一过程回路有关，而所述第二功能与第二过程回路有关，并且所述第一过程回路配置成使用比所述第二过程回路的回路执行期短的回路执行期进行执行。

5.如权利要求2所述的设备，其中所述第一功能配置成由第一现场设备执行，而所述第二功能配置成由第二现场设备执行，并且所述第一及第二现场设备通信连接到相同的通信总线。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述第一功能应由过程控制器执行。

7.如权利要求1所述的设备，进一步包括开始时间偏移确定器，该开始时间偏移确定器配置成确定与所述第一功能有关的开始时间偏移数量，该开始时间偏移数量指示所述第一功能在所述第一子时间表期间应执行的次数。

8.如权利要求7所述的设备，其中所述第一开始时间偏移确定器根据与配置成执行所述第一功能的现场设备有关的最慢功能块执行期及所述第一功能的功能块执行期，确定所述开始时间偏移数量。

9.一种机器可存取介质，其上存储命令，这些命令在被执行时促使机器：

产生第一开始时间偏移数量，该第一开始时间偏移数量指示第一功能在与第一时间段有关的第一子时间表期间的执行数量；

产生第二开始时间偏移数量，该第二开始时间偏移数量指示第二功能在所述第一子时间表期间的执行数量，其中所述第一开始时间偏移数量与所述第二开始时间偏移数量不同；以及

根据所述第一子时间表的两个实例，产生与第二时间段有关的时间表。

10.如权利要求9所述的机器可存取介质，其上存储命令，这些命令在被执行时促使所述机器根据与配置成执行所述第一功能的现场设备有关的最慢功能块执行期及所述第一功能的功能块执行期，产生所述第一开始时间偏移数量。

11.如权利要求10所述的机器可存取介质，其上存储命令，这些命令在被执行时促使所述机器通过比较所述第一功能的所述功能块执行期与所述第二功能的第二功能块执行期，确定与所述现场设备有关的所述最慢功能块执行期，其中所述第一及第二功能应由所述现场设备执行。

12.如权利要求9所述的机器可存取介质，其上存储命令，这些命令在被执行时促使所述机器确定多个开始时间偏移值，这些开始时间偏移值指示在所述第一子时间表期间所述第一功能应被执行的多个执行时间。

13.如权利要求12所述的机器可存取介质，其上存储命令，这些命令在被执行时促使所述机器根据所述第一功能的功能块执行期及指示在所述第一子时间表期间所述第一功能应被执行的次数的开始时间偏移数量来确定所述多个开始时间偏移值。

14.一种在过程控制系统中产生执行功能的时间表的方法，所述方法包括：

产生第一开始时间偏移数量，该第一开始时间偏移数量指示在与第一时间段有关的第一子时间表期间第一功能的执行数量；

产生第二开始时间偏移数量，该第二开始时间偏移数量指示在所述第一子时间表期间第二功能的执行数量，其中所述第一开始时间偏移数量与所述第二开始时间偏移数量不同；以及

根据所述第一子时间表的两个实例，产生与第二时间段有关的时间表。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一功能与第一过程回路有关，而所述第二功能与第二过程回路有关，并且所述第一过程回路配置成使用比所述第二过程回路的回路执行期短的回路执行期进行执行。

16.如权利要求14所述的方法，其中产生所述第一开始时间偏移数量的步骤包括根据与配置成执行所述第一功能的现场设备有关的最慢功能块执行期及所述第一功能的功能块执行期，产生所述第一开始时间偏移数量。

17.如权利要求15所述的方法，其中确定与所述现场设备有关的所述最慢功能块执行期的步骤包括比较所述第一功能的所述功能块执行期与所述第二功能的第二功能块执行期，其中所述第一及第二功能应由所述现场设备执行。

18.如权利要求14所述的方法，进一步包括确定多个开始时间偏移值，这些开始时间偏移值指示在所述第一子时间表期间所述第一功能应被执行的多个执行时间。

19.如权利要求18所述的方法，其中确定所述多个开始时间偏移值的步骤包括根据所述第一功能的功能块执行期及指示在所述第一子时间表期间所述第一功能应被执行的次数的开始时间偏移数量来确定所述多个开始时间偏移值。

20.如权利要求14所述的方法，进一步包括根据第二子时间表的至少一个实例来产生所述时间表，其中所述时间表指示在所述时间表期间第三功能应被执行一次，而在所述时间表期间所述第一及第二功能应被执行多次。

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